新思维之：基本粒子的电荷为何会呈现分数化？

New thinking : why the electric charge of fundamental particles show fractions 

我曾写过一篇电荷的复数化的文章，但还是没有从根本上解决粒子电荷分数化的问题。现在，我从磁荷与电荷的关系入手，终于解决了这个问题。

在微观粒子世界中，基本粒子的电荷是可以呈现出分数化的，如夸克的电荷可表示1/3、2/3，大统一粒子的电荷为1/2，中微子的电荷为0。为何存在分数电荷，存在分数电荷的同时，却并不存在象7/8、3/5这样比例的电荷呢？

我很是困惑：我的们世界为何会这样，又为何一定要这样呢？作为一个无所事事的鸟人，我还是分析了一下原因，结果很觉满意。现在，我终于可以安心的就餐了。好，让中学时的懵懂和好奇见鬼去吧！

一、磁荷与电荷的关系

狄拉克所得出的磁单极子的磁荷量与电子的电荷量的关系式可写为：

              eg=nhc/2    n=整数      (1)

式中g是磁单极子的磁荷量，e是电子的电荷量，h=2πћ,为普朗克常数，c是光速。

复时空理论认为：磁荷与电荷是统一的，磁荷为电荷在时空中的分量,二者与时空相对运动速度相关。

二者关系用数学式写为：sinα=g/e=υ/c

α角为电荷与磁荷矢量间夹角。

（1）式可变为：  即e2/4πћc×g/e=n/4  （2）

（鉴于不同版面中，两种不同格式显示均出错，故用两种方式写出，便于阅读）

  sinα=e2/4πћc=υ/c就是电磁相互作用强度，其值受介电常数ε0的影响。正因为受到ε0的影响，电磁相互作用强度才会呈现出不同的数值。

因此，（2）式可写为sinαsinα=n/4

由于n为整数，当n=0、1、2、3、4时，

sinα=±0、±1/2、±√2/2、±√3/2、±1

可得：α=0、±π/6、±π/4、±π/3、±π/2

由于式中 n = 整数，反过来导致了角度的量子化，由此又揭示了磁荷与电荷间夹角的不连续性。

  二、电荷的复数化

转动后的电荷会产生磁荷，电荷与磁荷间的夹角为α，介电常数值ε0的不同，导致了角度的量子化。

因sinα=g/e，得：g=e sinα

即磁荷为电子在虚时空中的分量。

其在实时空中的电荷分量为：g实=e cosα

由此，我们可以将电荷e在复时空中的完整关系式写为：

e(cosα+isinα)=e exp(iα)

对于第一代粒子而言，当θ＝0、π/6、π/4、π/3、π/2时，电荷就会处于五种不同的进动状态。我们分别用中微子ν、d夸克、大统一粒子g、u夸克、电子e来表示。

即：ν=e exp(i0)、d= e exp(iπ/6)、g= e exp(iπ/4)、u= e exp(iπ/3)、e= e exp(iπ/2)

三、电荷的分数化

由于磁荷的量子化，导致电荷与磁荷间夹角的量子化，我们可方便的将磁荷用分数电荷表示为：0、e/3、e/2、2e/3、e。

由此，粒子分为以下二类：

第一类、游离态粒子：

当θ＝0、±π/2时，粒子处于游离态，如：中微子（0个单位电荷）、电子（一个单位电荷）。

第二类、合成粒子：

1、由两个基本粒子合成的粒子。

如大统一粒子，θ＝±π/4

合成后粒子θ＝±π/2、0后，才能处于游离态。

如：两个大统一粒子合成π介子或W、Z光子。

2、由三个基本粒子合成的粒子，

如夸克θ＝±π/6、±π/3

合成后粒子为θ＝±π/2、0时，才能处于游离态。

如三个夸克合成中子，质子及其它强子。

三、结论

很明显，宇宙间的确存在分数电荷，而分数电荷均是由磁荷的量子化造成的。磁荷的量子化导致宇宙中只存在0、±e/3、±e/2、±2e/3、±e五种电荷。

磁荷只不过是电荷的时空分量而已，宇宙中并不存在携带单一磁荷的磁单极子，只存在携带分数电荷的基本粒子。磁荷的存在是导致电荷分数化的根本原因。只存在携带分数电荷（即磁荷）的基本粒子，这就从另一个方面否决了磁单极子的存在！